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Ciencia

Las aves que inspiran a los ingenieros para resolver problemas cotidianos

Hace ya más de 3.800 millones de años que apareció la primera bacteria en la Tierra y desde entonces la naturaleza no ha dejado de innovar. Durante este tiempo han aparecido seres vivos capaces de volar, de vivir en profundidades oceánicas, de aprovechar la energía solar… Y en esta imparable evolución hemos surgido nosotros -Homo sapiens- que hemos utilizado a la naturaleza como fuente de inspiración.

Quizás el caso más representativo, pero no por ello el primero, es el polímata Leonardo da Vinci, que trató de imitar las alas de los pájaros en sus máquinas voladoras. Y es que las aves han sido objeto de estudio constante por los ingenieros.

En 1799 sir George Cayley, un ingeniero británico, ideó lo que podríamos considerar el concepto moderno de un aeroplano, basado en la sustentación a partir del vuelo planeado de los buitres.

Los ingenieros buscaban aviones capaces de alcanzar la velocidad de un halcón, permanecer en el aire como un albatros y planear como un buitre. Por ese motivo, al igual que las aves tienen diferentes tipos de alas, en el diseño de los aviones podemos encontrar diferentes tipos de alas (rectangulares, trapezoidales, elípticas, en flecha, en ala delta…) ideadas para favorecer un tipo de vuelo concreto.

En el reino animal las plumas también juegan un papel primordial: las álulas incrementan el índice de sustentación a bajas velocidades y reducen las turbulencias; las remeras son las encargadas de generar la sustentación para despegar y de la reducción de velocidad para aterrizar; las cobertoras que dirigen el flujo de aire bajo las alas y las escapulares se encargan de la unión entre las alas y las escápulas.

El equivalente de las plumas son los flaps, con los que varía el ángulo, la forma y la superficie de las alas de los aviones para incrementar la sustentación a bajas velocidades y crear mayor resistencia al avance.

Por último, las colas de los aviones (standard, en ‘T’, en cruz, en ‘V’, con estabilizadores verticales…) están inspiradas en los diferentes tipos de colas de las aves.

Silenciando los trenes
La aparición del primer tren bala, que alcanzaba una velocidad de 300 Km/h, supuso un nuevo reto, silenciar en la medida de lo posible el estruendo que se producía cuando el tren emergía de los túneles. La solución la dio un ingeniero, Eiji Nakatsu, aficionado a la ornitología, se inspiró en el pico del pájaro martín pescador para el diseño del tren, consiguiendo que la máquina consumiera menos energía y fuera más silenciosa. Un diseño que fue copiado en la serie 102 del AVE.

A pesar de todo el ruido seguía siendo molesto, fue entonces cuando los ingenieros nipones se fijaron en otra ave, los búhos. Y es que gracias a sus plumas aserradas consiguen uno de los vuelos más silenciosos lo cual les permite sorprender a sus presas en el silencio de la noche. Las plumas tienen unas fimbrias o ribetes con borde dentado que rompen el aire formando microturbulencias que amortiguan el sonido.

Los ingenieros crearon un suave flujo laminar, inducido por el borde aerodinámico, de esta forma a una velocidad de 320 Km/h el ruido era de tan solo 73 dB, al tiempo que se obtenía un beneficio adicional en cuanto a eficiencia en el uso del combustible.

A golpe de piolet
El pájaro carpintero es capaz de picotear la corteza de un árbol hasta veinticinco veces por segundo sin sufrir microtraumatismos craneoencefálicos. Esto es posible gracias a un curioso diseño anatómico que absorbe el choque contra el tronco. Este modelo fue copiado por un diseñador industrial para fabricar un piolet con un mejor ángulo para su manipulación, un ‘swing’ más equilibrado y con un golpe más eficiente.

Pedro Gargantilla es médico internista del Hospital de El Escorial (Madrid) y autor de varios libros de divulgación.

Este artículo ha sido publicado originalmente en este sitio.

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